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Fiche détaillée Thèses
Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (08/09/2004), REYNAUD SERGE (Dir.)
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Effets physiques des fonds d'ondes gravitationnelles : décohérence intrinsèque dans les interféromètres
Brahim Lamine1

La détection directe des ondes gravitationnelles par de grands détecteurs interférométriques
fait l'objet d'un effort international très intense. Au delà des signaux recherchés par ces détecteurs, l'existence
de fonds d'ondes gravitationnelles s'étalant sur une large plage de fréquences est prédite par les modèles
astrophysiques et cosmologiques décrivant l'Univers. Ces fonds d'ondes gravitationnelles sont un élément important
de notre environnement gravitationnel. Dans cette thèse, on étudie leur effet sur les propriétés de cohérence des
systèmes physiques. Cette interaction est à l'origine d'une décohérence que l'on étudie théoriquement à l'aide de
la fonctionnelle d'influence de Feynman-Vernon. L'effet est petit pour des systèmes microscopiques comme des atomes
ou des photons circulant dans des interféromètres, mais il devient dominant pour les systèmes macroscopiques comme
par exemple le mouvement du centre de masse de la Lune. Au vu de ces résultats, il est important de se demander si
cette décohérence gravitationnelle pourrait être mise en évidence expérimentalement à l'aide par exemple d'un
système mésoscopique dont on pourrait suivre la perte de cohérence. Cette question correspond à un modèle
complètement calculable de transition classique-quantique induite par les fluctuations intrinsèques de
l'espace-temps.
1 :  LKB (Jussieu) - Laboratoire Kastler Brossel
Décohérence – ondes gravitationnelles – interféromètre – fonctionnelle d'influence de Feynman Vernon – fluctuations-dissipation
http://arachne.spectro.jussieu.fr/Vacuum/Lamine/

Physical effects of gravitational waves background : intrinsic decoherence in interferometers
The direct detection of gravitational waves using large interferometers is part of a huge
international effort. These detectors will look for signals, but besides these signals, it exists gravitational waves
backgrounds extending on a large frequency band. These backgrounds are predicted by astrophysical and cosmological
models describing the evolution of the Universe and constitute an essential part of our gravitational environment. In
this thesis, we study their effects on coherence properties of physical systems. The interaction with these backgrounds
causes a decoherence mechanism that we study using the Feynman-Vernon functional influence approach. The effect is
shown to be negligible for microscopic systems such as atoms or photons circulating in interferometers, but becomes
important for macroscopic systems such as the motion of the center of mass of the Moon for example. We also address the
question whether this gravitational decoherence could be experimentally observed using a mesoscopic system in which
decoherence could be monitored. In this thesis, we deliver an exactly solvable model characterizing the quantum
classical transition induced by gravitational fluctuations of spacetime.
Decoherence – gravitational waves – interferometer – Feynman Vernon influence functional – fluctuations-dissipation